本實(shí)用新型涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別涉及一種大容量、長(zhǎng)壽命尤其是要求快速充放電或高倍率放電條件下使用的多卷芯連續(xù)卷繞的金屬外殼鋰離子二次電池。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，鋰離子電池作為高功率大電流放電電池，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電池的各項(xiàng)性能要求也越來(lái)越高。目前公知的多卷芯連續(xù)卷繞的大容量金屬外殼多卷芯連續(xù)卷繞電池芯極耳與外殼蓋板聯(lián)接常用結(jié)構(gòu)有：超聲波焊接結(jié)構(gòu)、螺柱連接結(jié)構(gòu)和激光穿透焊接結(jié)構(gòu)；其中以超聲波焊接結(jié)構(gòu)、螺柱連接結(jié)構(gòu)居多。

傳統(tǒng)卷繞結(jié)構(gòu)的電池生產(chǎn)效率高，極片邊角面積小，易于批量化生產(chǎn)和極片邊緣毛刺、脫粉的有效控制；傳統(tǒng)多卷芯連續(xù)卷繞的電池充、放電倍率較高，產(chǎn)熱量小，適應(yīng)一定范圍下的低溫條件下的使用；但極片邊角面積較大，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，不利于批量化生產(chǎn)和極片邊緣毛刺、脫粉的控制。

傳統(tǒng)的超聲波焊接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：焊接極耳層數(shù)通常低于100層，且瞬間產(chǎn)生的高溫容易引起極耳處的陶瓷涂層隔膜紙收縮，形成安全隱患；超聲波設(shè)備保養(yǎng)困難，其虛焊產(chǎn)品不易被覺(jué)察，影響電池的一致性，不利于后續(xù)的電池配組與組裝；容易造成極耳開(kāi)裂或產(chǎn)生金屬粉塵，影響電池的安全性。

傳統(tǒng)的螺柱聯(lián)接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：螺柱的尺寸材質(zhì)受到工藝的限制，受電池殼空間影響，螺柱的直徑受到限制，為了提高扭力，通常采用不銹鋼螺柱，由于其與外殼蓋板連接柱材質(zhì)不同而形成原電池，易現(xiàn)場(chǎng)腐蝕點(diǎn)，影響電池的可靠性；螺柱連接扭力較小，無(wú)法克服負(fù)、負(fù)極片極耳、外殼蓋板連接柱材料表面粗糙度等對(duì)接觸電阻的影響，其接觸面電阻不穩(wěn)定，影響電池的一致性，不利于后續(xù)的電池配組與組裝；

激光穿透焊接其工藝控制復(fù)雜，受到環(huán)境、材料、工藝等諸多因素影響，其焊接極耳層數(shù)通常需控制在10層以下，且焊接效果極不穩(wěn)定。

鋰電池由于工作電壓高、能量密度大、無(wú)記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于消費(fèi)、動(dòng)力、儲(chǔ)能及各種用途電池中，逐步取代了傳統(tǒng)的可充電電池成為電池領(lǐng)域的主要產(chǎn)品。隨著市場(chǎng)的拓展，對(duì)大容量高功率鋰離子二次電池的需求也越來(lái)越大，如后備電源類的移動(dòng)通訊基站、風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)峰電源、車(chē)載鋰電池包、寒帶急救搶險(xiǎn)備用電源及寒帶電動(dòng)機(jī)車(chē)電源等市場(chǎng)均有很大的需求。要求電池單體容量大，功率密度高，一致性好，易于配組，電池包在-30℃～+60℃,（1—10）C放電倍率下，仍能負(fù)常工作，其常規(guī)100Ah及以上大容量鋰離子二次電池有以下難以逾越的缺陷。主要體現(xiàn)在：

1）超聲波焊接的電池，不同機(jī)臺(tái)和時(shí)間焊接的電池內(nèi)阻離散度大，不利于電池包的配組；

2）螺柱連聯(lián)的電池內(nèi)阻大，通常僅適合于常溫1C以下電流的連續(xù)放電，無(wú)法滿足設(shè)備所需的高功率要求；

3）螺柱連聯(lián)的電池內(nèi)阻大，例如50Ah鋰離子二次電池1KHz交流阻抗通常在1mΩ以上，放電倍率差；

4）外殼一般與陰極直接導(dǎo)通，電池成組后，外殼絕緣層破裂，有造成電池組內(nèi)Cell間短路或外殼被化學(xué)腐蝕的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5）電池大電流充、放電條件下，溫升較高，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命安全性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上缺陷，本實(shí)用新型提供一種大電流充放電、壽命長(zhǎng)的多卷芯連續(xù)卷繞鉚接結(jié)構(gòu)的大容量高功率金屬外殼鋰離子二次電池。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種多卷芯連續(xù)卷繞的鋰離子二次電池，包括兩個(gè)以上連續(xù)卷繞電池芯、PE絕緣支架、金屬外殼和外殼蓋板，兩個(gè)以上連續(xù)卷繞電池芯并列捆扎在一起成為一個(gè)并列連續(xù)卷繞電池芯極組，連續(xù)卷繞電池芯的正、負(fù)極片上端設(shè)有正極耳和負(fù)極耳，正極耳和負(fù)極耳上各設(shè)有鉚釘孔，所述外殼蓋板上設(shè)有蓋板極柱連接片；正極耳和負(fù)極耳分別通過(guò)其鉚釘孔、鉚釘及鉚接壓片與各自的蓋板極柱連接片鉚接形成電池的正電極和負(fù)電極。

進(jìn)一步，連續(xù)卷繞電池芯極組外層套有PE絕緣袋，PE絕緣袋固定于金屬外殼內(nèi)，金屬外殼和外殼蓋板的連接處設(shè)有PE絕緣支架，金屬外殼和外殼蓋板采用激光焊封口。

進(jìn)一步，鉚釘在正極時(shí)采用鋁鉚釘，負(fù)極采用銅鉚釘；鉚接壓片在正極時(shí)采用鋁鉚接壓片，負(fù)極采用為銅鉚接壓片；蓋板極柱連接片分正極柱連接片和負(fù)極柱連接片。

進(jìn)一步，每個(gè)連續(xù)卷繞電池芯由正極片、兩層陶瓷涂層的隔膜紙和負(fù)極片卷繞而成，兩層陶瓷涂層的隔膜紙將正極片和負(fù)極片隔開(kāi)，正極片的極耳和負(fù)極片上的極耳分別構(gòu)成連續(xù)卷繞電池芯的正極耳和負(fù)極耳。

進(jìn)一步，正極耳的連接結(jié)構(gòu)為：從上至下依次是第一鋁鉚接壓片、第一正極耳、正極柱連接片、第二正極耳、第二鋁鉚接壓片，鋁鉚釘依次穿過(guò)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)冷壓翻邊使正極耳和正極柱連接片鉚接形成電池的正電極。

進(jìn)一步，負(fù)極耳的連接結(jié)構(gòu)為：從上至下依次是第一銅鉚接壓片、第一負(fù)極耳、負(fù)極柱連接片、第二負(fù)極耳、第二銅鉚接壓片，銅鉚釘依次穿過(guò)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)冷壓翻邊使負(fù)極耳和負(fù)極柱連接片鉚接形成電池的負(fù)電極。

進(jìn)一步，正極耳和負(fù)極耳上各沖有兩個(gè)鉚釘孔，正極耳和負(fù)極耳處的鉚接壓片對(duì)應(yīng)位置上各沖有兩個(gè)鉚釘通孔，鉚釘孔和鉚釘通孔的直徑相同且大于鉚釘?shù)闹睆?.4 mm。

本實(shí)用新型具有在-40℃—60℃的10C以上大電流放電和常溫3C以上以上快速充的性能，并且多卷芯連續(xù)卷繞電池芯極耳與外殼蓋板連接片采用冷壓翻邊鉚接，鉚接壓力大。

本實(shí)用新型消除了因負(fù)、負(fù)極片極耳、外殼蓋板連接柱材料表面粗糙而對(duì)接觸電阻的影響，有效減小多卷芯連續(xù)卷繞電池芯極耳與外殼蓋板連接片的接觸電阻和疊片電芯極片邊角面積較大，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，不利于批量化生產(chǎn)和極片邊緣毛刺、脫粉難控制的問(wèn)題。本實(shí)用新型因阻抗小，充、放電產(chǎn)熱少，無(wú)明顯溫升，其循環(huán)壽命顯著延長(zhǎng)；多卷芯連續(xù)卷繞電池芯套PE絕緣袋后金屬外殼不帶電，組裝后，能改善電池包的可靠性與安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型連續(xù)卷繞可變間距多極耳正極片示意圖。

圖2是本實(shí)用新型連續(xù)卷繞可變間距多極耳負(fù)極片示意圖。

圖3是本實(shí)用新型多極耳連續(xù)卷繞電池芯示意圖。

圖4是本實(shí)用新型極耳與外殼蓋板連接片冷壓鉚接側(cè)面示意圖。

圖5是本實(shí)用新型極極耳與外殼蓋板連接片冷壓鉚接正面示意圖。

圖6是本實(shí)用新型金屬外殼鋰離子二次電池示意圖。

圖中：正極片1，正極敷料涂層100，負(fù)極片2，負(fù)極敷料涂層200，外殼蓋板3，鉚釘4，鉚接壓片5，極耳束6，蓋板極柱連接片7，連續(xù)卷繞電池芯極耳8， PE絕緣袋9，連續(xù)卷繞電池芯極組10，連續(xù)卷繞電池芯11，蓋板電極12， PE絕緣支架13，正極耳14，負(fù)極耳15，金屬外殼16, 隔膜紙17。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、技術(shù)特征、達(dá)成目的與效果易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1：

如圖所示，一種多卷芯連續(xù)卷繞鉚接結(jié)構(gòu)的大容量高功率金屬外殼鋰離子二次電池，由兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)卷繞電池芯11、PE絕緣支架13、金屬外殼16和外殼蓋板3組成，兩個(gè)或多個(gè)多卷芯連續(xù)卷繞電池芯11并列捆扎在一起后成為一個(gè)并列電池芯，外層套有PE絕緣袋9，固定于金屬外殼16內(nèi)，金屬外殼16和外殼蓋板3的連接處設(shè)有PE絕緣支架13，金屬外殼16和外殼蓋板3采用激光焊封口；每個(gè)多卷芯連續(xù)卷繞電池芯11由正極片1、兩層陶瓷涂層的隔膜紙17和負(fù)極片2卷繞而成，正極片1的正極耳和負(fù)極片2上的負(fù)極耳分別構(gòu)成電池芯正極耳14和負(fù)極耳15，兩層陶瓷涂層的隔膜紙將正極片1和負(fù)極片2隔開(kāi)。正極片1敷料有正極敷料涂層100, 負(fù)極片2敷料有負(fù)極敷料涂層200。

正極耳14和負(fù)極耳15的結(jié)構(gòu)，正、負(fù)極片上端裁切有極耳，每個(gè)極耳上沖2個(gè)直徑4.6mm用于鉚釘4穿過(guò)的孔；所述外殼蓋板3上設(shè)有蓋板極柱連接片7，分正極柱連接片和負(fù)極柱連接片；鉚釘4，正極為鋁鉚釘，負(fù)極為銅鉚釘；鉚接壓片5，正極為鋁鉚接壓片、負(fù)極為銅鉚接壓片。

在正極耳的沖孔處，其結(jié)構(gòu)從上至下依次是第一鋁鉚接壓片、第一正極耳、正極柱連接片 、第二正極耳、第二鋁鉚接壓片，2個(gè)直徑4.2mm的鋁鉚釘依次穿過(guò)上述結(jié)構(gòu)，采用專用10T氣液增壓缸鉚接設(shè)備冷壓翻邊鉚接正極耳14和正極柱連接片形成電池的正電極；

在負(fù)極耳處，其結(jié)構(gòu)從上至下依次是第一銅鉚接壓片、第一負(fù)極耳、負(fù)極柱連接片 、第二負(fù)極耳、第二銅鉚接壓片，2個(gè)直徑4.2mm銅鉚釘依次穿過(guò)上述結(jié)構(gòu)，采用專用10T氣液增壓缸鉚接設(shè)備冷壓翻邊鉚接負(fù)極耳15和負(fù)極柱連接片形成電池的負(fù)電極。

鋁鉚接壓片和銅鉚接壓片的厚度為2mm，且均有兩個(gè)直徑4.6mm的孔。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同變換或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。